Nad systemem przewidywania klęsk żywiołowych na świecie pracują naukowcy z Uniwersytetu Warmińsko-Mazurskiego w Olsztynie. Pomaga im w tym monitorowanie jonosfery.
Trzęsienia ziemi, tsunami, wybuchy wulkanów czy powodzie zdarzają się coraz częściej. Pozbawiają dachu nad głową, a często i życia wielu ludzi. Od dawna wiadomo, że różne tego typu zjawiska wywołują zmiany w polu elektromagnetycznym jonosfery, czyli zjonizowanej warstwie atmosfery występującej powyżej 50–60 km nad powierzchnią Ziemi. Charakterystyczne kręgi w jonosferze widoczne były np. podczas trzęsienia ziemi i tsunami w Japonii w 2011 r. czy trzęsienia ziemi w 2015 r. w Illapell w Chile.
Zakończony właśnie projekt COSTO (Contribution of Swarm data to the prompt detection of Tsunamis and Other natural hazards) zakładał dokładniejszą obserwację, charakteryzację i zrozumienie procesów interakcji między jonosferą, magnetosferą, niższą atmosferą, powierzchnią Ziemi i poziomem morza, z wykorzystaniem obserwacji pola elektrycznego przez satelity geomagnetycznej misji badawczej Swarm. Badania prowadzone przez konsorcjum w składzie: Uniwersytet Warmińsko-Mazurski (główny wykonawca), Narodowe Obserwatorium Ateńskie, Politechnika Monachijska oraz Politechnika Katalonii, dostarczyły nowych dowodów na to, że monitorowanie jonosfery i wyłapywanie tzw. precursory signals pozwala na przewidzenie zjawisk typu trzęsienie ziemi czy tsunami.
Tsunami, chociaż jest zjawiskiem przypowierzchniowym, to jednak bardzo rozległym i wywołuje również fale w atmosferze. Docierają one aż do jonosfery, do wysokości kilkuset kilometrów – wyjaśnia prof. Paweł Wielgosz, jeden z członków zespołu badawczego.
Dlatego właśnie kortowscy naukowcy dane o tsunami zbierali z satelitów rejestrujących zjawiska zachodzące w jonosferze.
Po orbicie ziemskiej krążą 3 satelity należące do Europejskiej Agencji Kosmicznej. Tworzą konstelację satelitów Swarm, która od 2013 r. zbiera dane na temat pola magnetycznego Ziemi. Satelity mają bardzo precyzyjne odbiorniki sygnału GPS, czyli globalnego systemu pozycjonowania oraz sondy Langmuira, które wykorzystuje się do badania gęstości elektronów w jonosferze. Skupiliśmy się na zmianach wywoływanych przez tsunami – tłumaczy kierujący projektem dr hab. Wojciech Jarmołowski.
Do tego, aby tego typu obserwacje móc w przyszłości wykorzystać, kluczowa jest gęsta sieć satelitarnych i naziemnych odbiorników GPS. Jak zauwazają badacze UWM, jonosferę najlepiej monitoruje się bowiem sygnałem z wielu stacji. Przykładem może tu być Japonia, która posiada ok. 1200 odbiorników.
Słuszność kierunku i prowadzenia takich obserwacji potwierdza m.in. przykład trzęsienia Tohoku w 2011 r. w Japonii, kiedy to dzięki zaobserwowanym sygnałom udało się ewakuować wielu ludzi – przypomina Wojciech Jarmołowski.
Dodaje, że rozwijanie obserwacji jonosfery, przy jednoczesnej współpracy z sejsmologami, a także analiza całego procesu, pozwoli na przewidywanie tego typu zjawisk z dużą dokładnością. Tym bardziej, że zarówno liczba satelitów, jak i odbiorników naziemnych, stale się powiększa, a więc ciągle dochodzą nowe miejsca obserwacji.
Projekt COSTO był w szczególności skoncentrowany na wykrywaniu zaburzeń jonosferycznych wywołanych trzęsieniami ziemi i tsunami, obserwowanych w danych rejestrowanych przez satelity Swarm oraz inne satelity badawcze na niskich orbitach (GOCE, GRACE). Obecnie na recenzję czekają dwie publikacje z wynikami badań, które pozwolą przystąpić do kolejnych badań, zmierzających do utworzenia systemu przewidywania klęsk żywiołowych na całym świecie.
źródło: UWM